Добавить новость
smi24.net
World News in Dutch
Апрель
2016

Meet the nanomachines that could drive a medical revolution

0

Getty Images/Joe Raedle

A group of physicists recently built the smallest engine ever created from just a single atom. Like any other engine it converts heat energy into movement – but it does so on a smaller scale than seen before.

The atom is trapped in a cone of electromagnetic energy and lasers are used to heat it up and cool it down, which causes the atom to move back and forth in the cone like an engine piston.

The scientists from the University of Mainz in Germany who are behind the invention don’t have a particular use in mind for the engine.

But it’s a good illustration of how we are increasingly able to replicate the everyday machines we rely on at a tiny scale. This is opening the way for some exciting possibilities in the future, particularly in the use of nanorobots in medicine, that could be sent into the body to release targeted drugs or even fight diseases such as cancer.

Nanotechnology deals with ultra-small objects equivalent to one billionth of a metre in size, which sounds an impossibly tiny scale at which to build machines. But size is relative to how close you are to an object. We can’t see things at the nanoscale with the naked eye, just as we can’t see the outer planets of the solar system. Yet if we zoom in – with a telescope for the planets or a powerful electron microscope for nano-objects – then we change the frame of reference and things look very different.

However, even after getting a closer look, we still can’t build machines at the nanoscale using conventional engineering tools. While regular machines, such as the internal combustion engines in most cars, operate according to the rules of physics laid out by Isaac Newton, things at the nanoscale follow the more complex laws of quantum mechanics. So we need different tools that take into account the quantum world in order to manipulate atoms and molecules in a way that uses them as building blocks for nanomachines. Here are four more tiny machines that could have a big impact.

Graphene engine for nanorobots

Researchers from Singapore have recently demonstrated a simple but nano-sized enginemade from a highly elastic piece of graphene. Graphene is a two-dimensional sheet of carbon atoms that has exceptional mechanical strength. Inserting some chlorine and fluorine molecules into the graphene lattice and firing a laser at it causes the sheet to expand. Rapidly turning the laser on and off makes the graphene pump back and forth like the piston in an internal combustion engine.

The researchers think the graphene nano-engine could be used to power tiny robots, for example to attack cancer cells in the body. Or it could be used in a so-called “lab-on-a-chip” – a device that shrinks the functions of a chemistry lab into tiny package that can be used for rapid blood tests, among other things.

Frictionless nano-rotor

The rotors that produce movement in machines such as aircraft engines and fans all usually suffer from friction, which limits their performance. Nanotechnology can be used to create a motor from a single molecule, which can rotate without any friction. Normal rotors interact with the air according to Newton’s laws as they spin round and so experience friction. But, at the nanoscale, molecular rotors follow quantum law, meaning they don’t interact with the air in the same way and so friction doesn’t affect their performance.

Nature has actually already shown us that molecular motors are possible. Certain proteins can travel along a surface using a rotating mechanism that create movement from chemical energy. These motor proteins are what cause cells to contract and so are responsible for our muscle movements.

Researchers from Germany recently reported creating a molecular rotor by placing moving molecules inside a tiny hexagonal hole known as a nanopore in a thin piece of silver. The position and movement of the molecules meant they began to rotate around the hole like a rotor. Again, this form of nano-engine could be used to power a tiny robot around the body.

Controllable nano-rockets

Youtube Embed:
http://www.youtube.com/embed/xMu1Ae4hYO8
Width: 420px
Height: 315px

A rocket is the fastest man-made vehicle that can freely travel across the universe. Several groups of researchers have recently constructed a high-speed, remote-controlled nanoscale version of a rocket by combining nanoparticles with biological molecules.

In one case, the body of the rocket was made from a polystyrene bead covered in gold and chromium. This was attached to multiple “catalytic engine” molecules using strands of DNA. When placed in a solution of hydrogen peroxide, the engine molecules caused a chemical reaction that produced oxygen bubbles, forcing the rocket to move in the opposite direction. Shining a beam of ultra-violet light on one side of the rocket causes the DNA to break apart, detaching the engines and changing the rocket’s direction of travel. The researchers hope to develop the rocket so it can be used in any environment, for example to deliver drugs to a target area of the body.

Magnetic nano-vehicles for carrying drugs

My own research group is among those working on a simpler way to carry drugs through the body that is already being explored with magnetic nanoparticles. Drugs are injected into a magnetic shell structure that can expand in the presence of heat or light. This means that, once inserted into the body, they can be guided to the target area using magnets and then activated to expand and release their drug.

The technology is also being studied for medical imaging. Creating the nanoparticles to gather in certain tissues and then scanning the body with a magnetic resonance imaging (MRI) could help highlight problems such as diabetes.

NOW WATCH: Bottlenose dolphins’ sonar is more advanced than scientists thought








Ортопед дал совет по сохранению здоровья спины на сидячей работе

Коллекция Zuhair Murad осень-зима 2025/26

3 привычки, которые мешают сжечь жир на животе

Российский рэпер сжег кабриолет BMW прямо на сцене


AI talent comes at a 30% salary premium: ‘If you try to play catch up later, this is going to cost you even more’

Report: Liverpool decision hands advantage to Man United in midfielder pursuit

3 Terrifying Horror Series To Watch Ahead Of HBO’s ‘It: Welcome to Derry’

Palestinian envoy urges action at UN: “History will judge us all”


DCLogic и HIDEN создают альянс для защиты ИТ-инфраструктуры от сбоев в электропитании

В Курске суд постановил возместить расходы, которые инвалид понёс на покупку дорогостоящего лекарства

Грачья Погосян: достойный пример гуманизма и патриотизма (к 55-летию известного благотворителя)

Чудо-колонка Детского радио: малыш будет в восторге!


Modders are trying their hardest to add an NVMe SSD to the Switch 2, which is both impressive and something I'm not going to do

The US Air Force wants to test blowing up Cybertrucks because 'it is likely the type of vehicles used by the enemy may transition to Tesla Cyber trucks'

Открыты сервера MMORPG ROM: Golden Age

New study shows that Gen Z is spending way less money on videogames than older gamers


Овочі можусть стати розкішшю для українців


Всё об операциях на почках: показания, какие бывают и как проходят

Платформа «DатаРу Облако» аттестована для работы с государственными данными и информацией повышенной категории

Nexign Interconnect получила сертификат совместимости с российской Java-платформой Axiom JDK

Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления


Сотрудники Росгвардии пришли на помощь пенсионеру, внезапно потерявшему сознание в кафе на востоке столицы

Грачья Погосян: достойный пример гуманизма и патриотизма (к 55-летию известного благотворителя)

Штрафы, камеры и новые правила: к чему готовиться водителям до конца 2025 года

Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»


Астролог Шевченко рассказала, какие знаки зодиака становятся лучшими водителями

Аэропорты Ижевска и Нижнекамска возобновили работу после экстренного перенаправления трех рейсов

В Москве вновь оживут дача Левенсона и работы Шехтеля: культурное наследие

На Госуслугах стартовал приём заявок на Чемпионат «РуКод» 


Хачанов достиг третьего раунда теннисного турнира «Мастерс»

Теннисистка Калинская пробилась в третий круг турнира в Цинциннати

В Цинциннати остановили матчи ATP и WTA из-за пожара генератора

Потапова проиграла Свёнтек во втором круге турнира WTA в Цинциннати


Нападающий «Динамо» Константин Тюкавин оценил новый CS75 PLUS на родине CHANGAN

может завтра завтрак приходите завтра чн

Всё об операциях на почках: показания, какие бывают и как проходят

Билайн увеличивает емкость сети более чем в 2 раза в Нижегородской области


Музыкальные новости

Крутой отвез Губина к врачу

Цыганова обрушилась на Слепакова*

Балерина Волочкова раскритиковала идею запрета мата в интернете

Архипелаг 2025: стартовали с максимальными баллами


Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления

Платформа «DатаРу Облако» аттестована для работы с государственными данными и информацией повышенной категории

Директор Росгвардии Герой России генерал армии Виктор Золотов принял участие в заседании Национального антитеррористического комитета

Nexign Interconnect получила сертификат совместимости с российской Java-платформой Axiom JDK


Дима Билан сплясал на крыше трактора в Ленинградской области

Сотрудники Росгвардии пришли на помощь пенсионеру, внезапно потерявшему сознание в кафе на востоке столицы

Футболистки «Крыльев Советов» уступили ЦСКА в матче Суперлиги – счет 0:2

Пойманный багаж рейса Turkish Airlines доставлен во Внуково


Baza: Мотоциклист попал в ДТП в Москве из-за нарушившего ПДД водителя

В Сети появились кадры ДТП с подростками на самокате, которые врезались в столб

Выяснились детали смертельной аварии с участием 16-летних самокатчиков на западе Москвы

Хуснуллин по видеосвязи поприветствовал участников автопробега БРИКС


Bloomberg: встреча Путина и Трампа сама по себе представляет победу Москвы

Почему Трамп захотел быстро встретиться с Путиным, объяснил Хазин

В России объяснили скорую организацию встречи Путина и Трампа

Почему Трамп сказал, что едет в Россию, если встреча назначена в Аляске




Иммунолог Логина объяснила, как вести себя аллергикам в период цветения амброзии

Здоровье Бориса Щербакова: обновленные сведения от научно-исследовательского центра имени Склифосовского

Главный врач клиники микрохирургии глаза АйМед Элина Санторо: что делать если лопнул сосуд в глазу

Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления


Политолог: Алиев пересек красную линию и столкнется с ответом Москвы

«Будет обмен землей»: Трамп поставил Зеленского на место, вызвав панику в Киеве


Соревнования по многоборью кинологов-росгвардейцев завершились в Грозном

«Лето в Москве» в Южном округе объединит спорт, искусство и технологии в ближайшие выходные

В регионах центральной России росгвардейцы отметили День физкультурника

На пенсии отоспишься. 13 идей для ночного досуга в Москве — от тенниса до парилки


Лукашенко получил первую золотую монету из белорусского сырья


Собянин рассказал, как проект «Город героев» укрепляет связь времен и поколений

Собянин оценил вклад проектов "Город героев" и "Герой моего района

Собянин рассказал о строительстве нового путепровода на северо-востоке Москвы

Ивлеева предположила, что Трамп увидит метро Москвы и увезет Собянина в США


Площадь возгорания на горе Куцай достигла 650 тысяч квадратных метров

Что подготовили в павильонах «Музеона» в рамках форума «Москва 2030»

Орловская область планирует войти в число национальных туристических маршрутов с проектом «Бирюзовое кольцо России»

В Крыму потушили угрожавший двум селам природный пожар


«Ласточки» на Горьковской магистрали перевезли 2,3 млн пассажиров

В Подмосковье девушка на моноколесе попала под грузовик

Кампания по вакцинации от гриппа стартовала в Ленинском округе

Полиция проверяет ДТП на Никулинской улице с погибшим подростком


Пинежский заповедник в Архангельской области получит финансирование на создание новой инфраструктуры для научных и исследовательских работ

Заместитель прокурора Архангельской области и Ненецкого автономного округа Павел Матанцев проверил ход ремонтных работ в школе № 1 г. Нарьян-Мара

Сотрудниками полиции и Росгвардии задержан гражданин, причастный к поджогу релейного шкафа в Архангельской области

Орловская область планирует войти в число национальных туристических маршрутов с проектом «Бирюзовое кольцо России»


Прогноз погоды в Крыму на понедельник

Прогноз погоды в Крыму на 12 августа

Прогноз погоды в Крыму на 10 августа

Историко-краеведческая выставка «Древности земли крымской»


«Ласточки» на Горьковской магистрали перевезли 2,3 млн пассажиров

На Госуслугах стартовал приём заявок на Чемпионат «РуКод» 

Кампания по вакцинации от гриппа стартовала в Ленинском округе

может завтра завтрак приходите завтра чн














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *